Типовые конструкции запорных устройств арматуры

 

В арматуре применяются следующие запорные устройства:

• задвижки клиновые;

• задвижки прямоточные;

• краны;

• вентили.

Запорные устройства первых трех типов являются основны­ми в стволовой и отводящей частях арматуры. Вентили устанав­ливаются перед манометрами.

 

 

Рис. 3.1.4. Схема клиновой задвижки

1 — шибер; 2 — седло; 3 — корпус

 

Основное достоинство клиновой задвижки — ее про­стота. Но при откры­той зад­вижке у проходного канала (рис. 3.1.4) образуются боль­шие боковые по­лос­ти, вызы­вающие образование вихревых потоков, потерю напора и воз­мож­ность отложения в них солей, парафина и песка. При этом уплотняющие по­верх­но­сти у корпуса и клина интен­сивно омываются потоками жидкости, отби­рае­мой из скважи­ны, что приводит к их усиленной коррозии и эрозии.

 

 

Рис. 3.1.5. Схема прямоточной задвижки

 

Этих недостатков нет у прямоточ­ной задвижки (рис. 3.1.5). Клиновое уплот­нение у нее заменено шиберным с двумя плашками или одношиберным. Ши­бер при открытом и закрытом про­ходном канале все время прижат к уп­лот­няю­щим поверхностям деталей корпуса. Он состоит из двух полови­нок, раз­жи­мае­мых пружинами. Сум­марное усилие пружин может доходить до 9 кН. При зак­рытии или открытии прямоточной задвижки шибер сколь­зит по уплот­няю­щим поверхностям деталей корпуса. В открытом состоя­нии внутри задвижки обра­зуется прямой канал без существен­ных боковых полостей. Уплотняющие по­верхности не омывают­ся потоком жидкости. К уплотняющим поверхностям у зазора А подается густая смазка. Таким образом исключаются основные не­дос­татки клиновой задвижки.

Применяются прямоточные задвижки с густыми уплотняю­щими смазками. Смаз­ки вязкие, нерастворимые в нефти и пла­стовых водах. Запас этой смазки на­ходится в резервуарах Б. От основной полости задвижки смазка (обычно ЛЗ-162) отделена поршнями В. Вся внутренняя полость задвижки также заполне­на спе­циальным маслом.

Применяются также прямоточные задвижки с уплотнением эластичными эле­ментами у зазора А из графитофторопласта АФГ-80ВС. Так как внутри зад­виж­ки давление равно давлению проходящей через нее среды, то на шпиндель Г снизу действует сила, воспринимаемая осевыми опорами (см. рис. 3.1.5). Для умень­шения осевых сил, действующих на шпиндель задвижки Г, применяется разг­рузочный шток (рис. 3.1.6).

Осевая опора шпинделя у прямоточной задвижки шарико­вая, что поз­во­ляет уменьшить крутящий момент на шпинделе. Вращая маховик и шпиндель, на­винчивают гайку шибера на резьбовую часть шпинделя и поднимают шибер до упора, когда совмещаются отверстия в корпусе и шибере. Так же открывает­ся и закрывается клиновая задвижка. Таким образом, у задви­жек обоих типов есть еще один общий недостаток — для открытия и закрытия необходимо сде­лать несколько поворотов маховика, прилагая к нему большое усилие.

Рис. 3.1.6. Прямоточная задвижка с разгрузочным штоком:

1 — шибер; 2 — шпиндель с резьбой; 3 — осевая опора; 4 — маховик; 5 — уплотнение шпин­деля; 6 — разгрузочный шток; 7 — уплотнение штока

 

Рис. 3.1.7. Кран конический пробковый

 

Кран выгодно отличается от задвижки (рис. 3.1.7). Для его открытия или зак­рытия достаточно повернуть рукоят­ку на 90°. Его уплотняющие поверх­нос­ти так же, как и у прямоточной задвижки, не омываются потоком жидко­сти, и ка­нал его не имеет мер­твых пространств при откры­том кране.

Кран имеет корпус /, проб­ку 2, шпиндель 7, ключ 8, ре­гулировочный винт 4, уплот­няющие манжеты 5, каналы и обратный клапан 10 с пружиной 12 для за­полнения крана смазкой. Кроме того, имеются канал и клапан для подачи смаз­ки к резьбе шпинделя. Шпиндель входит своим кулачком в прорезь пробки 6, поэтому при повороте шпин­деля вращается и пробка. Шпиндель держится в кор­пусе на резьбе. Она воспринимает осевые усилия и является уплотняющим эле­­ментом, который для большей герметичности заполнен специ­альной смаз­кой через канал и клапан.

Вся полость крана заполнена смазкой ЛЗ-162. Рекомендуе­мая температура при­менения смазки от -40 до +120 ⁰С.

Положение пробки в корпусе регулируется на заводе-изгото­вителе крана ре­гулировочным винтом 4, закрепленным в крыш­ке 3. Между пробкой и кор­пу­сом должен быть зазор в несколько сотых миллиметра. В шпинделе распо­ло­жен нажимной болт 9. Перемещением его смазка подается из шпинделя в по­лость кра­на через клапан 10. Этим же болтом 9 можно отжать пробку при ее зак­ли­нивании.

Для отжатия пробки немного отворачивают регулировочный болт, болт 9 вы­во­рачивают, всю полость шпинделя плотно за­полняют смазкой и, вво­ра­чи­вая болт 9, отжимают обратный кла­пан 10, деталь 11 и пробку до упора в шар.

Одним из главных недостатков кранов является сложность изготовления. От точности изготовления зависит его надежность. Для обеспечения надежной ра­боты крана требуются специаль­ные смазки.